W artykule podjęto próbę zwrócenia uwagi na kluczowe etapy tworzenia prototypu zespołu mechanicznego technikami szybkiego prototypowania (RP). Etapy te mają wpływ na dokładność kształtowo-wymiarową i poprawne działanie prototypu. Rozważania dotyczące oczekiwanego wykonania prototypów zespołów mechanicznych przedstawiono na przykładzie wielodrożnej przekładni zębatej walcowej wykonanej metodą MEM.
EN
The article attempts to draw attention to the key steps involved in developing a mechanical unit prototype using rapid prototyping (RP) techniques. These stages affect the prototype geometrical accuracy and its operation. Considerations concerning the ekspected manufacturing of mechanical unit prototypes have been exemplified with a multipath helical gear unit made using the MEM technology.
W artykule przedstawiono przyczyny konieczności stosowania modyfikacji zarysu narzędzia do obróbki kół stożkowych o kołowej linii zęba oraz sposoby ich realizacji. Na podstawie modelu matematycznego nacinania uzębienia kół stożkowych o kołowej linii zęba przeprowadzono analizę wpływu parametrów definiujących zarys narzędzia na otrzymaną geometrię boku zębów. Dodatkowo, określono ślad współpracy dla rozpatrywanych przekładni po wprowadzonych zmianach na zarysie narzędzia. Analizę wykonano dla przekładni o parametrach 20:37 nacinanej wg metody Duplex Helical.
EN
This article presents the reasons for the necessity of modifying the profile of the tool for machining spiral bevel gears and the ways of their implementation. Based on a mathematical model of spiral bevel gear cutting, an analysis of the impact of parameters defining tool profile on the resulting tooth flank geometry was performed. In addition, contact pattern for the investigated transmission following tool profile modifications was specified. The analysis was carried out for transmission with parameters 20:37 machined according to the Duplex Helical method.
W artykule przedstawiono analizę parametrów wytrzymałościowych dwóch przekładni: stożkowej i hipoidalnej o zastosowaniu motoryzacyjnym, dla założonych jednakowych warunków początkowych obciążenia oraz jednakowego przełożenia przekładni. Dla ułatwienia porównania możliwości wytrzymałościowych przekładni wprowadzono dodatkowy warunek szczegółowy, mianowicie taką samą średnicę podziałową na zewnątrz wieńca zębatego kół stożkowego i hipoidalnego. Pozostałą geometrię i parametry wytrzymałościowe obu przekładni obliczono wg tych samych norm ISO 23509 i ISO 10300 oraz z wykorzystaniem programu KIMoS.
EN
The paper presents the analysis of the strength parameters of bevel and hypoid gearboxes for automotive applications, assuming identical initial load conditions and the same transmission ratio. To facilitate the comparison of the strength capabilities of the gearbox, an additional detail condition was introduced, namely the same outer pitch diameter of the bevel and hypoid gear. The geometry and strength parameters of both gears were calculated according to the same standards ISO 23509 and ISO 10300 and using the KIMoS software.
4
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono możliwości zastosowania technik szybkiego prototypowania we współczesnym wzornictwie przemysłowym na przykładzie opracowania i wykonania prototypu funkcjonalnego lampy z regulowaną wysokością, napędzanej elektrycznie. Prototyp wytworzono z użyciem technologii MEM. Zwrócono również uwagę na zagadnienia mające istotny wpływ na przebieg procesu wytwarzania oraz na dokładność geometryczną otrzymywanych prototypów.
5
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Zbadano wpływ sposobu modyfikacji głowy zęba na naprężenia kontaktowe w zakresie zazębienia pary zębów kół walcowych w obszarze ograniczonej wytrzymałości boku zęba na naprężenia stykowe. Do analizy wybrano dwa sposoby modyfikacji głowy zęba: z wykorzystaniem krzywej łączącej ewolwentę podstawową z ewolwentą głowy zęba oraz krzywej definiowanej. Analizę, z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES), wykonano na modelach dwóch przekładni walcowych zaprojektowanych do badań stanowiskowych.
EN
In this paper influence of tip relief modification method on contact stresses for cylindrical gear mesh in the area of limited contact strength of tooth flank was scrutinized. Two methods of tip relief were tested: one with reference to the curve connecting the base involute with the involute of the tooth point and another to that of the defined curve. The investigation work with use of the finite element method (FEM) was performed on models of two cylindrical gear pairs, designed for laboratory tests.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono koncepcję rozwiązania konstrukcyjnego roweru w stylu retro. Zaprezentowano budowę i zasadę działania napędu dwubiegowego w postaci zespołu przekładni trójdrożnych umieszczonego w piaście koła przedniego. Opisano sposób przygotowania modelu do wykonania prototypu napędu za pomocą technik RP.
EN
This paper presents a design solution concept in the retro style bike. The work shows the construction and operating principle of the two-speed drive in the form of a three-way gearbox assembly which is placed in the hub of the front wheel. Moreover, there is given a method of preparing a drive model for a prototype manufacturing by RP methods.
7
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Przedstawiono sposoby modelowania powierzchni dna wrębu kół stożkowych o kołowej linii zęba. Powierzchnie dna wrębów wykonane różnymi sposobami porównano z powierzchnią dna wrębu (odniesienia) otrzymaną za pomocą matematycznego modelu obróbki. Dokonano oceny modeli pod kątem dokładności odwzorowania dna wrębu.
EN
The article presents methods of modeling the bottom land surfaces in the circular tooth line bevel gears. The obtained surfaces of the bottom land which were produced by various methods, were compared with the bottom land surface (the reference surface) obtained by means of a mathematical manufacturing model. The models were evaluated for accuracy of mapping of the bottom land.
8
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
This article compares the accuracy of spiral bevel gear teeth obtained using the classical method and MEM as well as PolyJet methods. Gear models designed in a CAD software environment using hybrid modelling were used as the baseline. Steel gear teeth were performed by grinding. Measurements were taken on a P40 coordinate machine with the use of an Atos II Triple Scan optical scanner. On the basis of data from measurements, relevant accuracy analyses for the obtained geometry were performed and compared for each method of fabrication.
This article presents the effect of the helical motion parameter, specific for the Duplex Helical method, on the obtained pinion tooth flanks and on the correctness of contact in a spiral bevel gear. Furthermore, the gear's sensitivity to assembly errors is demonstrated. The analyses are based on the designed mathematical model of cutting bevel teeth with a circular pitch line and the mathematical model of the design gear. The results are presented for the selected gear with the ratio 20:37.
PL
W pracy przedstawiono analizę wpływu parametru ruchu śrubowego, charakterystycznego dla metody Duplex Helical, na dokładność wykonania powierzchni bocznej zęba zębnika oraz poprawność współpracy zazębienia przekładni stożkowej o kołowej linii zęba. Ustalono ponadto wrażliwość tej przekładni na błędy montażu. Podstawą analizy jest opracowany model matematyczny nacinania uzębienia stożkowego o kołowej linii zęba i model matematyczny przekładni konstrukcyjnej. Uzyskano wyniki dla wybranej przekładni o przełożeniu 20:37.
10
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono przykład zastosowania systemów komputerowo wspomaganego projektowania oraz przyrostowych technik wytwarzania we wzornictwie przemysłowym na przykładzie lampki pokojowej o regulowanej wysokości. Podano założenia projektowe, zaprezentowano model CAD lampki oraz prototyp urządzenia wykonany technologią MEM (ang. Melted and Extruded Modeling).
EN
The paper presents a sample of use the Computer Aided Design Systems (CAD) as well as the Rapid Prototyping methods in the industrial design at the example of the lamp with adjustable high. The work includes design assumptions, presentation of the CAD model and the lamp prototype manufactured by MEM (Melted and Extruded Modeling) method using.
11
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono model 3D CAD prototypu uchwytu specjalnego do szlifierki kół stożkowych. Omówiono założenia poprawnego wykonania uchwytu montażowego dla otoczek kół zębatych. Wykonano model podstawy uniwersalnej oraz zespołu dedykowanych oprawek dla danych otoczek. Przeprowadzono analizę poprawności uchwytu pod kątem kolizji z narzędziem.
EN
The paper presents the 3D CAD prototype of special holding fixture for spiral bevel gear grinding machine. Guidelines of the correct execution of the envelope holding fixture of gears was discussed. A model of universal base and an assembly of envelope dedicated holder was executed. An analysis of the accuracy of the holding fixture in terms of collision with the too was made.
12
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule przedstawiono sposób generowania profili wrębu koła stożkowego o kołowej linii zęba otrzymanego na drodze symulacji obróbki. Przedstawiono metody pozyskiwania punktów należących do profilu. Profile zostały wykonane z zastosowaniem krzywych przestrzennych spline w programach Autodesk Inventor oraz Catia V5. Otrzymane profile porównano pod kątem dokładności odwzorowania zarysu zęba.
EN
The paper presents a method of generating a gap profiles of spiral bevel gear received by the cutting simulation process in CAD systems. This paper provides methods for obtaining points belonging to the profile. Profiles were manufactured using spatial curves spline in Autodesk Inventor and Catia V5. Obtained profiles were compared for accuracy of mapping tooth profile.
The project involved developing a mathematical model of machining teeth of a spiral bevel gear and a mathematical model of the gear pair. The mathematical model of machining was based on generative machining with a single indexing system (face milling). On the basis of tool geometry, technological settings, kinematics of the process based on the vector and matrix calculus and differential machining geometry, a tooth model was built and tooth surfaces were obtained. The mathematical model of the gear pair was developed with the use of the gear geometry and the obtained tooth surfaces of the pinion and the gear. The model allows for the possibility of introducing errors due to gear settings and tolerances of the manufacturing errors in housings and other transmission components. The mathematical model of the gear pair was used to obtain the contact pattern and the transmission error graph. An analysis of the results and the application of meshing quality indicators allowed us to improve the gear transmission. This process was carried out in an iterative cycle by changing the set-up (by modifying technological machining) parameters of the machined surfaces of the teeth. The application of both models, i.e. the mathematical model of machining teeth of a spiral bevel gear and a mathematical model of the gear pair, was presented using the example of aircraft gear 18:43.
PL
W ramach zadania opracowano matematyczny model nacinania uzębienia kół stożkowych o kołowo-łukowej linii zęba oraz model matematyczny przekładni konstrukcyjnej. Model matematyczny nacinania uzębienia dotyczy obróbki obwiedniowej z podziałem przerywanym (face milling). Na podstawie geometrii narzędzia, ustawień technologicznych obrabiarki oraz kinematyki obróbki w oparciu o rachunek wektorowo-macierzowy oraz geometrię różniczkową zbudowano model nacinania uzębienia i otrzymano powierzchnie zębów kół. W oparciu o geometrię przekładni oraz uzyskane powierzchnie zębów kół zbudowano model przekładni konstrukcyjnej z możliwością wprowadzenia błędów wynikających z ustawień kół oraz tolerancji wykonawczych korpusów i pozostałych elementów przekładni. Model przekładni konstrukcyjnej służy do otrzymywania śladu współpracy oraz określania nierównomierności przekazywania ruchu. Na podstawie wymienionych wskaźników jakości zazębienia, następuje dopracowanie przekładni, które odbywa się w cyklu iteracyjnym przez zmianę parametrów ustawczych nacinania powierzchni zębów kół. Zastosowanie obu modeli przedstawiono na przykładzie przekładni lotniczej 18:43.
W artykule oceniono wpływ wybranych parametrów technologicznych definiujących obróbkę powierzchni bocznych uzębienia kół stożkowych o łukowej linii zęba na dokładność kinematyczną przekładni stożkowej. Wprowadzane zmiany parametrów technologicznych analizowano z użyciem autorskiego, niekomercyjnego systemu wspomagania projektowania przekładni stożkowych. Wynik zmian parametrów obserwowano na wykresie nierównomierności przenoszenia ruchu podczas zazębienia przekładni stożkowej o przełożeniu 9:44. Wykazano, że modyfikacje parametrów technologicznych mogą przynieść niewielki efekt dodatni w płynności przekazywania ruchu, jednak w przeważającym stopniu mają negatywny wpływ na dokładność kinematyczną.
EN
The article evaluated the effect of selected process parameters on the accuracy of kinematic spiral bevel gear pair. The changes of technological parameters were analyzed using a proprietary, non-commercial support system for design bevel gears. The effect of the parameter changes were observed in the motion graph of the gear and pinion mesh with ratio 4:99. It has been shown that the modifications of technological parameters can produce a small positive effect on fluency of motion, but predominantly have a negative impact on the accuracy of kinematic.
W artykule opisano wpływ błędów montażu członów przekładni stożkowej na wynikowy ślad współpracy, który jest podstawowym parametrem jakości zazębienia zarówno podczas projektowania, jak i kontroli przekładni. Analiza współpracy dotyczy pary stożkowej 17x43 i została przeprowadzona na modelu wirtualnym opracowanym w ramach autorskiego systemu wspomagania projektowania konstrukcji i technologii przekładni stożkowych. Wnioski opracowane na jej podstawie pozwalają świadomie korygować wzajemne ustawienie pary stożkowej w korpusie, na podstawie obserwacji śladu współpracy.
EN
The paper describes the influence of bevel gears assembly errors on the resulting contact pattern, which is an essential parameter for the mesh, both in the design and control of the transmission. Analysis of mesh was applied for 17x43 constructional bevel gear pair. This was performed on a virtual model, developed in the propertiary system of computer-aided design technology of bevel gears. Applications, developed on its basis, allow consciously correct the settings of bevel pairs by contact pattern observing.
16
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Geometria powierzchni bocznej koła stożkowego wynika bezpośrednio z zastosowanej metody obróbki, dobranych parametrów ustawczych oraz geometrii narzędzia. W artykule przedstawiono metodę powierzchniowo-bryłową tworzenia modelu 3D kół zębatych stożkowych o kołowo-łukowej linii zęba. Podano sposób otrzymywania powierzchni bocznej kół w postaci zbioru punktów, których współrzędne uzyskano z zastosowania kinematycznej teorii obwiedni. Przedstawiono również sposób łączenia powierzchni z modelem bryłowym otoczki koła. Wygenerowano modele kół dla danych dotyczących przekładni stożkowej obejmujących geometrię pary kół, geometrię narzędzi i parametry obróbki.
EN
The geometry of the flank surface of the bevel gear direct result of the cutting method, selected setup parameters and tool geometry. This paper presents a method of surface-solid 3D model creation spiral bevel gears. Discloses a process for the preparation of the flank surface of the gear in the form of a set of points whose coordinates are obtained from the application of the theory of the kinematic envelope. Also describes how to connect the surface of tooth space with solid model gear. Generated models of spiral bevel gear for data including geometry of gear pair, tool geometry and cutting parameters.
17
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W artykule opisano założenia aplikacji wspomagającej projektowanie przekładni stożkowych, opracowywanej w Politechnice Rzeszowskiej. Aplikacja ta jest narzędziem, pozwalającym na samodzielne generowanie wirtualnych modeli członów przekładni, a następnie na korygowanie ustawień obrabiarki w oparciu o obserwowany ślad współpracy zazębienia. Jest przygotowywana w środowisku Autodesk Inventor (nacinanie uzębień i sprawdzanie współpracy bez obciążenia) oraz Abaqus (współpraca pod obciążeniem). Zaletą takiego rozwiązania (praca w popularnych systemach CAD a nie jako oddzielny program) jest łatwość instalacji i dostępność dla szerokiego grona odbiorców – użytkowników CAD. Aplikacja jest przeznaczona zarówno dla podmiotów gospodarczych jak i do szkolenia studentów wyższych szkół technicznych.
EN
In the article is shown the application supporting of bevel gears design, developed at the Technical University in Rzeszów. This application is a tool that allows for self-generation of virtual models of gear units, and then the machine settings to be adjusted based on the observed contact pattern. This is made in Autodesk Inventor (cutting teeth and teeth contact analysis) and Abaqus (load teeth contact analysis). The advantage of such a solution (work with popular CAD systems and not as a separate program) is the ease of installation and accessibility to a wide audience - CAD users. The application is designed for works and for the training of students of technical schools.
Klasę dokładności uzębienia koła stożkowego określa się na podstawie pomiaru zestawu jego parametrów: największej odchyłki podziałki, największej różnicy sąsiednich podziałek, odchyłki sumarycznej podziałek i odchyłki bicia promieniowego. Celem artykułu jest pokazanie, jakie czynniki związane z wybranymi bazami pomiarowymi lub układami baz, wpływają na otrzymane wartości odchyłek geometrii uzębienia i w konsekwencji na określenie klasy dokładności wykonania przekładni stożkowej w wykonaniu lotniczym. Pomiarom poddano zębnik przekładni stożkowej, nacięty szlifowaniem na fabrycznie nowej obrabiarce numerycznej Klingelnberg G27. Do przeprowadzenia pomiarów wykorzystano maszynę współrzędnościową P40 ze stołem obrotowym. Pierwszym krokiem analizy było kilkukrotne sprawdzenie dokładności powierzchni bazowych (płaszczyzny i powierzchni walcowych) oraz wyznaczenie odchylenia ich wymiarów i warunków geometrycznych (okrągłość, bicie promieniowe, bicie osiowe). Następnie z tego samego ustawienia dokonano pomiarów uzębienia, wykorzystując 13 różnych układów baz. Wyniki poddano analizie, której rezultatem są wnioski odnośnie znaczenia wyboru układów baz dla prawidłowej oceny klasy dokładności uzębień stożkowych. Wykazano, jakie układy baz są najbardziej korzystne, a jakie niewystarczające do otrzymania wiarygodnych wyników. Jest to bezpośrednie wskazanie dla konstruktorów uzębień w zakresie ustalania baz kontrolnych dla projektowanych członów przekładni stożkowych.
EN
The purpose of this article is to demonstrate the selected issues, related to the determination of the bevel gears quality with CMM using. These include the method of selection of datums or datum systems, which have the influence on deviation values of gear tooth geometry, and, consequently, on the accuracy class of the aircraft bevel gear design. The item subjected to measurements was a bevel gear pinion machined by grinding on a brand new Klingelnberg G27 CNC machine tool. In the measurements, a P40 coordinate machine with a rotary table was used. The first step in the analysis was a multiple check of the accuracy of datum surfaces (the plane and cylindrical surfaces) and establishing the deviation of their dimensions and geometrical conditions (roundness, radial run-out, axial run-out). Next, tooth measurements were taken using the same setup with 13 different datum systems. The results were subjected to analysis, which yielded conclusions concerning the significance of the selection of datum systems for the correct evaluation of bevel gear accuracy. Findings indicated which datum systems are optimal and which prove insufficient to obtain reliable results. This can be used as a practical recommendation for gear tooth designers in establishing control datums for designed bevel gear members.
The purpose of this article is to demonstrate the influence of factors related to selected datums or datum systems on deviation values of gear tooth geometry, and, consequently, on the accuracy class of the aircraft bevel gear design. The item subjected to measurements was a bevel gear pinion machined by grinding on a brand new Klingelnberg G27 CNC machine tool. In the measurements, a P40 coordinate machine with a rotary table was used. The first step in the analysis was a multiple check of the accuracy of datum surfaces (the plane and cylindrical surfaces) and establishing the deviation of their dimensions and geometrical conditions (roundness, radial run-out, axial run-out). Next, tooth measurements were taken using the same setup with 13 different datum systems. The results were subjected to analysis, which yielded conclusions concerning the significance of the selection of datum systems for the correct evaluation of bevel gear accuracy. Findings indicated which datum systems are optimal and which prove insufficient to obtain reliable results. This can be used as a practical recommendation for gear tooth designers in establishing control datums for designed bevel gear members.
The paper describes the possibilities of bevel gears kinematics design on the basis of the motion graph and improving modifica-tions to cut the pinion teeth flanks. The result is the ability to increase the accuracy of the kinematic transmission. The issue of changing the geometry of the pinion gear is considered in respect of a gear intended for the use in aviation, which requires the cooperation of high quality meshing. The basic geometric features that have been modified include the profile angle, the angle of tooth line, crowning trans-verse and longitudinal and lateral surface twist angle of the tooth. The modification of each of the selected geometrical parameters has had a different effect on the chart of transmission. It has been shown that the effect of the intended changes in the geometry of the pinion may reduce the deviation of motion delays gear and an improve the gear transmission chart.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.